KR101275851B1 - Method and apparatus for transmitting/receiving data based on stbc using uw - Google Patents

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KR101275851B1
KR101275851B1 KR1020120031116A KR20120031116A KR101275851B1 KR 101275851 B1 KR101275851 B1 KR 101275851B1 KR 1020120031116 A KR1020120031116 A KR 1020120031116A KR 20120031116 A KR20120031116 A KR 20120031116A KR 101275851 B1 KR101275851 B1 KR 101275851B1
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서종수
백종섭
최정민
김학진
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A space time block code based transceiving apparatus using a UW(Unique Word) and a method thereof are provided to improve channel estimation performance and increase data transmission efficiency by estimating a channel by using the rear UW of two front UWs. CONSTITUTION: A transceiving apparatus includes a modulator(811), a space time block coding unit(813), and a UW insertion unit(814). The modulator modulates input data in a predetermined modulation mode and outputs data symbols. The space time block coding unit encodes the data symbols into space time block codes and outputs the data symbols in order to transmit the data symbols through a multiple antenna. The UW insertion unit adds two UWs to the front end of the data symbol and adds one UW to the rear end of the data symbol about each of data symbols which are outputted from the space time block coding unit. [Reference numerals] (811) Modulator; (814) UW insertion unit; (821) Dividing unit; (822) Pre-UW removing unit; (827) First TR-STBC decoder; (828) Second TR-STBC decoder; (829) Channel estimation unit; (AA) Source data; (BB) Estimation signal

Description

ＵＷ(ｕｎｉｑｕｅ－ｗｏｒｄ)를 사용하는 시공간 블록 부호화 기반의 송수신 장치 및 방법{Method and apparatus for transmitting/receiving data based on STBC using UW}Transmitting apparatus and method based on space-time block coding using 사용 (ｕｎｉｑｕｅ－ｗｏｒｄ) {Method and apparatus for transmitting / receiving data based on STBC using UW}

본 발명은 시공간 블록 부호화(STBC) 기반의 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UW(unique-word)를 사용하는 시공간 블록 부호화 기반의 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for transmitting / receiving based on space-time block coding (STBC), and more particularly, to an apparatus and method for transmitting / receiving based on space-time block coding using unique-word (UW).

순환전치(cyclic-prefix, CP) 기반의 단일 반송파(single carrier) 전송 기법은 다중경로에 의한 주파수 선택적 페이딩(multipath frequency-selective fading) 채널의 영향을 극복하기 위한 효율적인 전송 기법이다. 특히, 단일 반송파를 사용하기 때문에 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)으로 대표되는 다중 반송파(multi carrier) 전송 기법에 비해, PAPR(peak-to-average power ratio) 문제 및 주파수 오프셋으로 인한 동기 및 채널 추정에서 발생할 수 있는 문제에 강인하며, CP의 순환 특성으로 인해 수신단에서 간단한 주파수 영역 등화기(frequency-domain equalizer)를 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 송신기가 2개의 안테나를 가질 때, CP가 삽입된 전송 신호는 데이터 심볼의 뒤쪽 일정 부분을 복사해 해당 데이터 심볼의 앞에 붙임으로써 구성된다. 도 1은 이러한 전송 신호의 형태의 일 예를 나타낸다. 도 1에서 s(ㅇ)는 데이터 심볼을, P는 순열 행렬(permutation matrix)을, H는 허미시안 전치(Hermitian transpose)를 나타낸다. Cyclic-prefix (CP) based single carrier transmission scheme is an efficient transmission scheme to overcome the effects of multipath frequency-selective fading channel by multipath. In particular, compared to a multi-carrier transmission scheme represented by orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) because of the use of a single carrier, in synchronization and channel estimation due to peak-to-average power ratio (PAPR) problems and frequency offset It is robust to possible problems and has the advantage that a simple frequency-domain equalizer can be used at the receiving end due to the cyclic characteristics of the CP. When a transmitter has two antennas, the CP-inserted transmission signal is constructed by copying a portion of the back of the data symbol and attaching it to the front of the data symbol. 1 shows an example of the form of such a transmission signal. In FIG. 1, s (o) denotes a data symbol, P denotes a permutation matrix, and H denotes a Hermitian transpose.

한편, 보다 고속의 통신 상황에서는 수신단에서의 빠른 채널 추정이 요구되기 때문에, CP의 위치에 송수신단에서 이미 알고 있는 특정 심볼인 고유워드(unique-word, UW)를 사용하여, CP 기반 전송 방식의 장점을 유지하면서 수신단에서 UW를 이용하여 최소자승(least-square, LS) 방식 등으로 간단하게 채널 추정이 가능하도록 할 수 있다. On the other hand, since a faster channel estimation is required in a faster communication situation, a CP-based transmission scheme is used by using a unique word (UW), which is a specific symbol already known to the transceiver, at the position of the CP. While maintaining the advantages, the receiver can easily estimate the channel using a least-square (LS) method using UW.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 채널 추정 성능을 향상시키고 데이터 전송 효율을 증가시킬 수 있는 시공간 블록 부호화 기반의 송신 장치 및 방법, 그리고 수신 장치 및 수신 방법을 제공하는 데 있다.The present invention is to provide a transmission apparatus and method based on space-time block coding, and a receiving apparatus and a receiving method that can improve channel estimation performance and increase data transmission efficiency.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 시공간 블록 부호화 기반의 송신 장치는, 입력 데이터를 소정의 변조 방식으로 변조하여 데이터 심볼들을 출력하는 변조부; 상기 데이터 심볼들을 시공간 블록 부호화하여 다중 안테나를 통하여 송신될 데이터 심볼들을 출력하는 시공간 블록 부호화부; 및 상기 시공간 블록 부호화부로부터 출력되는 데이터 심볼들 각각에 대하여, 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW(unique-word)를 추가하고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW를 추가하는 UW 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a transmission apparatus based on space-time block encoding according to the present invention includes: a modulator for modulating input data by a predetermined modulation method and outputting data symbols; A space-time block encoder for space-time block encoding the data symbols and outputting data symbols to be transmitted through multiple antennas; And a UW inserter for adding two unique words to the front end of the data symbol and one UW to the rear end of the data symbol for each of the data symbols output from the space-time block encoder. It is done.

상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 동일한 시퀀스이다.The two UWs and the one UW are the same sequence.

상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 각각 소정 길이의 M 시퀀스 또는 Gold 시퀀스 또는 CAZAC 시퀀스일 수 있다.The two UWs and the one UW may each be an M sequence, a Gold sequence, or a CAZAC sequence of a predetermined length.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 시공간 블록 부호화 기반의 수신 장치는, 앞단에 두 개의 UW(unique-word)가 추가되고 뒷단에 한 개의 UW가 추가된 데이터 심볼들이 시공간 블록 부호화된 신호를 수신하고, 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부; 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 STBC 디코딩하여 신호를 검출하는 제1 STBC 디코더; 및 상기 검출된 신호를 상기 추정된 채널을 이용하여 등화하는 등화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, in the receiving apparatus based on space-time block encoding according to the present invention, two UW (unique-word) is added at the front end and one UW is added to the data symbol. A channel estimating unit for receiving and estimating a channel by using a UW of a rear side of the added two front UWs included in the received space-time block coded signal; A first STBC decoder for detecting a signal by STBC decoding the two UW-removed signals from the received space-time block coded signal; And an equalizer for equalizing the detected signal by using the estimated channel.

상기 수신 장치는 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 STBC 디코딩하여 상기 채널 추정부로 출력하는 제2 STBC 디코더를 더 포함할 수 있다.The receiving apparatus may further include a second STBC decoder configured to STBC decode the UW of the rear side of the added two front UWs included in the received space-time block coded signal and output the STW-decoded signal to the channel estimator.

상기 수신 장치는 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 고속 푸리에 변환하여 상기 제1 STBC 디코더로 출력하는 제1 FFT부를 더 포함할 수 있다.The receiving apparatus may further include a first FFT unit configured to perform fast Fourier transform on a signal obtained by removing the two UWs from the front end from the received space-time block coded signal, and output the fast Fourier transform to the first STBC decoder.

상기 수신 장치는 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 고속 푸리에 변환하여 상기 제2 STBC 디코더로 출력하는 제2 FFT부를 더 포함할 수 있다.The receiving apparatus may further include a second FFT unit configured to perform fast Fourier transform of a UW of a rear side of the added two front UWs included in the received space-time block coded signal and output the fast Fourier transform to the second STBC decoder.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 시공간 블록 부호화 기반의 데이터 송신 방법은, 입력 데이터를 소정의 변조 방식으로 변조하여 데이터 심볼들을 생성하는 단계; 상기 데이터 심볼들을 시공간 블록 부호화하여 다중 안테나를 통하여 송신될 데이터 심볼들을 생성하는 단계; 및 상기 다중 안테나를 통하여 송신될 데이터 심볼들 각각에 대하여, 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW(unique-word)를 추가하고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a space-time block coding-based data transmission method includes: generating data symbols by modulating input data by a predetermined modulation scheme; Space-time block encoding the data symbols to generate data symbols to be transmitted through multiple antennas; And adding two unique-words (UW) to the front of the data symbol and one UW to the rear of the data symbol for each of the data symbols to be transmitted through the multiple antennas. .

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 시공간 블록 부호화 기반의 데이터 수신 방법은, 앞단에 두 개의 UW(unique-word)가 추가되고 뒷단에 한 개의 UW가 추가된 데이터 심볼들이 시공간 블록 부호화된 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 이용하여 채널을 추정하는 단계; 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 STBC 디코딩하여 신호를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 신호를 상기 추정된 채널을 이용하여 등화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, according to the present invention, a space-time block encoding-based data reception method includes a signal in which data symbols having two UWs added at the front end and one UW added at the rear end are space-time block coded signals. Receiving; Estimating a channel using a UW of a rear side of the added two front UWs included in the received space-time block coded signal; Detecting the signal by STBC decoding the signal from which the two UWs at the front end are removed from the received space-time block coded signal; And equalizing the detected signal by using the estimated channel.

상기 데이터 수신 방법은 상기 채널을 추정하는 단계 이전에 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 STBC 디코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.The data receiving method may further include STBC decoding a rear UW of the added front two UWs included in the received space-time block coded signal before estimating the channel.

상기 데이터 수신 방법은 상기 STBC 디코딩하여 신호를 검출하는 단계 이전에 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 고속 푸리에 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The data receiving method may further include fast Fourier transforming a signal obtained by removing the two UWs from the front end from the received space-time block coded signal before detecting the signal by performing STBC decoding.

상기 데이터 수신 방법은 상기 STBC 디코딩하는 단계 이전에 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 고속 푸리에 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The data receiving method may further include fast Fourier transforming a UW of a rear side of the added front two UWs included in the received space-time block coded signal before the STBC decoding.

상기된 본 발명에 의하면, 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW를 추가하고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW를 추가함으로써, 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 이용하여 채널을 추정할 수 있어서 채널 추정 성능이 향상되고 데이터 전송 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present invention described above, by adding two UWs at the front end of the data symbol and one UW at the rear end of the data symbol, the channel can be estimated using the rear UW of the two UWs at the front end. This has the advantage of improving performance and increasing data transfer efficiency.

도 1은 CP가 삽입된 전송 신호의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2는 1개의 릴레이(relay)가 포함된 네트워크 모델의 일 예를 나타낸다.
도 3은 UW 기반 전송 신호의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 UW 기반 전송 신호의 프레임 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UW 기반의 송신 장치 및 수신 장치의 블록도를 나타낸다.
도 6은 시공간 블록 부호화 전송 기법에서 UW를 활용하는 경우 전송 신호의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 시공간 블록 부호화를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 UW 기반 전송 신호의 프레임 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 UW 기반의 송신 장치 및 수신 장치의 블록도를 나타낸다. 1 shows an example of a frame structure of a transmission signal in which a CP is inserted.
2 shows an example of a network model including one relay.
3 shows an example of a frame structure of a UW-based transmission signal.
4 shows a frame structure of a UW-based transmission signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a UW-based transmitting device and a receiving device according to an embodiment of the present invention.
6 shows an example of a frame structure of a transmission signal when using UW in a space-time block coded transmission scheme.
7 shows a frame structure of a UW-based transmission signal according to an embodiment of the present invention for space-time block coding.
8 is a block diagram of a UW-based transmitting apparatus and receiving apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description and the accompanying drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 이해를 돕기 위하여, 우선 기존의 UW 기반의 전송 기법에서 발생할 수 있는 문제점에 관하여 설명하기로 한다. In order to facilitate understanding of the present invention, first, problems that may occur in the existing UW-based transmission scheme will be described.

도 2는 1개의 릴레이(relay)가 포함된 네트워크 모델의 일 예를 나타낸다. 도 1을 참조하면, S는 송신단, D는 수신단, R은 릴레이를 의미한다. 타임슬롯 1에서 S에서 R과 D로 신호가 전송되며, 타임슬롯 2에서는 S 및 R에서 D로 신호가 전송된다. 이때, S에서 D로의 경로는 연속된 신호의 전송으로 인해 이전 심볼이 다음 심볼에 간섭을 미치게 되는데, 이러한 현상을 Inter-block interference(IBI)라 한다. IBI는 경로 h1, h2, h3가 다중경로 주파수 선택적 페이딩 채널이기 때문에 발생한다. h1, h2, h3는 다음과 같이 각각 L1, L2, L3의 길이를 가진다.2 shows an example of a network model including one relay. Referring to FIG. 1, S denotes a transmitting end, D denotes a receiving end, and R denotes a relay. In timeslot 1, signals are sent from S to R and D. In timeslot 2, signals are sent from S and R to D. In this case, the path from S to D causes the previous symbol to interfere with the next symbol due to the transmission of a continuous signal. This phenomenon is called inter-block interference (IBI). IBI occurs because paths h1, h2, h3 are multipath frequency selective fading channels. h1, h2, and h3 have lengths of L1, L2 and L3, respectively, as follows.

Figure 112012024450462-pat00001
Figure 112012024450462-pat00001

타임슬롯 1에서 전송할 송신단의 j 번째 데이터 심볼을

Figure 112012024450462-pat00002
라 하고, 이것의 UW를
Figure 112012024450462-pat00003
이라고 하자. 마찬가지로 타임슬롯 2에서 전송할 데이터 심볼과 이것의 UW를 각각
Figure 112012024450462-pat00004
와
Figure 112012024450462-pat00005
라고 하자. d와 u는 각각 길이 M과 K의 시퀀스이며, 아래와 같이 표현할 수 있다.In timeslot 1, the jth data symbol of the transmitting end is transmitted.
Figure 112012024450462-pat00002
And UW of this
Figure 112012024450462-pat00003
. Similarly, the data symbol to be transmitted in timeslot 2 and its UW
Figure 112012024450462-pat00004
Wow
Figure 112012024450462-pat00005
Let's say. d and u are sequences of lengths M and K, respectively.

Figure 112012024450462-pat00006
Figure 112012024450462-pat00006

여기서,

Figure 112012024450462-pat00007
이고,
Figure 112012024450462-pat00008
은 컨벌루션(convolution) 성질에 의해
Figure 112012024450462-pat00009
으로 결정된다. 이때 UW 기반 전송 신호의 프레임 구조는 도 3과 같이 나타낼 수 있다.here,
Figure 112012024450462-pat00007
ego,
Figure 112012024450462-pat00008
Is due to the convolution nature
Figure 112012024450462-pat00009
Is determined. In this case, the frame structure of the UW-based transmission signal may be represented as shown in FIG. 3.

도 3을 참조하면,

Figure 112012024450462-pat00010
,
Figure 112012024450462-pat00011
의 회색으로 처리된 부분은 이전 신호로부터 받는 IBI를 나타낸다. 이와 같은 전송 프레임 구조에 의하면, 데이터 심볼의 앞쪽에 위치하는 UW에 IBI가 미치게 되므로, 데이터 심볼의 손실을 막을 수는 있지만, 수신단에서는 데이터 검출에 앞서 IBI의 영향을 받은 UW를 이용하여 채널 추정을 해야 하기 때문에 채널 추정 성능이 열화된다. Referring to Figure 3,
Figure 112012024450462-pat00010
,
Figure 112012024450462-pat00011
The grayed part of indicates the IBI received from the previous signal. According to such a transmission frame structure, since the IBI extends to the UW located in front of the data symbol, the loss of the data symbol can be prevented, but the receiver uses the UW affected by the IBI prior to data detection to perform channel estimation. Channel estimation performance is degraded.

또한, 위와 같은 전송 프레임 구조에 의하면, LS 방식의 채널 추정을 사용할 때 IBI 제거를 위해 UW의 길이가 유효 채널 길이의 2배 이상이 되어야 하며, 이로 인해 데이터 전송율의 감소가 발생하게 된다. 그리고 IBI 제거를 위해 채널 길이만큼 UW의 일부를 제거한 뒤 채널 추정을 수행하게 되면 UW 시퀀스 고유의 우수한 특성을 잃어버리게 되어 채널 추정 에러가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.In addition, according to the above-described transmission frame structure, when using the LS channel estimation, the length of the UW should be more than twice the effective channel length to remove the IBI, resulting in a reduction in the data rate. In addition, if the channel estimation is performed after removing a portion of the UW by the channel length to remove the IBI, the excellent characteristics inherent to the UW sequence may be lost, resulting in an increase in the channel estimation error.

위와 같은 문제들을 해결하고자, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 프레임 구조는 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW가 배치되고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW가 배치된다. 도 4는 이러한 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임 구조를 나타낸다. 도 4를 참조하면, d1 j, d2 j는 j번째 블록에 해당하는 데이터 심볼들을 나타내고, u1은 데이터 심볼 d1 j에 추가되는 UW를 나타내며, u2는 데이터 심볼 d2 j에 추가되는 UW를 나타낸다. 각 UW의 길이 K'는 기존(도 3)의 UW의 길이 K의 절반이 될 수 있다. 도 4에서 회색 처리된 부분은 이전 신호로부터 받는 IBI를 나타낸다. 데이터 심볼 앞단의 두 개의 UW 중 앞쪽의 UW는 IBI의 영향을 받으나 뒤쪽의 UW는 IBI의 영향을 받지 않는다. 따라서 수신단에서는 데이터 심볼 앞단의 두 개의 UW 중 앞쪽의 UW는 IBI의 영향을 제거하기 위해 버리고 뒤쪽의 UW는 IBI의 영향을 받지 않았으므로 이를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 그리고 채널 추정에 사용된 UW(데이터 심볼 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽 UW)를 제외한 데이터 심볼과 데이터 심볼 뒷단의 UW를 가지고 주파수 영역에서 등화(equalization)가 가능하다. 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW를 배치하였기 때문에, IBI의 영향을 받은 앞쪽의 하나의 UW를 제거한 후에도 데이터의 순환적인(circulant) 특성이 유지되며, 따라서 수신단에서는 구조가 간단한 주파수 영역 등화기의 사용이 가능해진다.In order to solve the above problems, in the transmission frame structure according to an embodiment of the present invention, two UWs are disposed at the front of the data symbol and one UW is disposed at the rear of the data symbol. 4 shows a transmission frame structure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, d 1 j and d 2 j represent data symbols corresponding to the j th block, u 1 represents UW added to the data symbol d 1 j , and u 2 is added to the data symbol d 2 j . UW. The length K 'of each UW may be half of the length K of the existing UW (FIG. 3). In Fig. 4, the grayed portion shows the IBI received from the previous signal. The front UW of the two UWs in front of the data symbol is affected by the IBI, but the rear UW is not affected by the IBI. Therefore, the receiving end discards the front UW of the two UWs in front of the data symbol to remove the influence of the IBI, and the rear UW is not affected by the IBI. Equalization is possible in the frequency domain with the data symbol except the UW (the rear UW of the two UWs before the data symbol) used for channel estimation and the UW after the data symbol. Because two UWs are placed at the front of the data symbol, the circulant characteristics of the data are maintained even after the removal of one IW-affected front UW, so the receiver uses a simple frequency domain equalizer. This becomes possible.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UW 기반의 송신 장치 및 수신 장치의 블록도를 나타낸다. 본 실시예에 따른 송신 장치 및 수신 장치는 단일 반송파-주파수 영역 등화(single carrier-frequency domain equalization, SC-FDE) 방식의 시스템을 나타낸다. 5 is a block diagram of a UW-based transmitting device and a receiving device according to an embodiment of the present invention. The transmitter and the receiver according to the present embodiment represent a system of a single carrier-frequency domain equalization (SC-FDE) scheme.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 장치는 변조부(511) 및 UW 삽입부(512)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 5, the transmission apparatus according to the present embodiment includes a modulator 511 and a UW inserter 512.

변조부(511)는 입력되는 소스 데이터를 소정의 변조 방식으로 변조하여 데이터 심볼을 출력한다. 변조부(511)의 변조 방식으로는 예컨대, QAM 변조, QPSK 변조 등이 사용될 수 있다.The modulator 511 modulates the input source data by a predetermined modulation method and outputs data symbols. As the modulation method of the modulator 511, for example, QAM modulation, QPSK modulation, or the like may be used.

UW 삽입부(512)는 변조부(511)로부터 출력되는 데이터 심볼에 대하여, 도 4에 도시된 바와 같이 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW를 추가하고, 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW를 추가한다. 이렇게 추가되는 세 개의 UW는 동일한 시퀀스이다. 그리고 각 UW는 소정 길이의 M 시퀀스 또는 Gold 시퀀스 또는 CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation) 시퀀스일 수 있다. CAZAC 시퀀스는 시간과 주파수 영역에서 전력분포가 일정하여, 주파수 영역에서 채널을 추정하는 SC-FDE 시스템에서 뛰어난 채널 추정 성능을 보임이 알려져 있다. The UW inserting unit 512 adds two UWs to the front of the data symbol and one UW to the rear of the data symbol, as shown in FIG. 4, for the data symbols output from the modulator 511. . The three additional UWs are the same sequence. Each UW may be an M sequence or a Gold sequence or a Constant Amplitude Zero AutoCorrelation (CAZAC) sequence of a predetermined length. The CAZAC sequence is known to exhibit excellent channel estimation performance in the SC-FDE system which estimates the channel in the frequency domain because the power distribution is constant in the time and frequency domain.

UW 추가 후에 안테나를 통하여 전송된 데이터 심볼은 채널 h(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된다. After UW addition, the data symbols transmitted through the antenna go through channel h (n) and noise w (n) is added.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 수신 장치는 분할부(522), Pre-UW 제거부(523), 제1 FFT부(524), 제2 FFT부(525), 채널 추정부(5526), 주파수 영역 등화기(527)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 5, the receiving apparatus according to the present embodiment includes a splitter 522, a pre-UW remover 523, a first FFT unit 524, a second FFT unit 525, and a channel estimator 5526. ), And a frequency domain equalizer 527.

수신 장치는 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW가 추가되고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW가 추가된 데이터 심볼이 채널 h(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된 신호를 수신하게 된다. The receiving device receives a signal in which two UWs are added at the front end of the data symbol, and a data symbol having one UW added at the rear end of the data symbol goes through the channel h (n) and noise w (n) is added.

분할부(522)는 수신 신호를 앞단의 두 개의 UW 부분과 나머지 부분 즉 데이터 심볼과 뒷단의 UW가 결합된 부분으로 나눈다. 데이터 심볼과 뒷단의 UW가 결합된 부분은 제1 FFT부(524)로 출력되고, 앞단의 두 개의 UW 부분은 Pre-UW 제거부(523)로 입력된다. 결국 제1 FFT부(524)에는 수신 신호로부터 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호가 입력된다. The divider 522 divides the received signal into two UW portions at the front end and the remaining portion, that is, the data symbol and the UW at the rear end are combined. The portion of the data symbol combined with the rear end UW is output to the first FFT unit 524, and the two front UW parts are input to the pre-UW removal unit 523. As a result, the first FFT unit 524 receives a signal from which the two UWs of the preceding stage are removed from the received signal.

Pre-UW 제거부(523)은 앞단의 두 개의 UW 부분에서 앞쪽의 UW 부분을 제거하고, 뒤쪽의 UW 부분(IBI의 영향을 받지 않은 부분)을 제2 FFT부(523)로 출력한다. 결국 제2 FFT부(525)에는 수신 신호에서 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW에 해당하는 신호가 입력된다. The pre-UW removal unit 523 removes the front UW portion from the two UW portions at the front end, and outputs the rear UW portion (the portion not affected by the IBI) to the second FFT portion 523. As a result, a signal corresponding to the rear UW of the two UWs in the front end is input to the second FFT unit 525.

제1 FFT부(524)는 수신 신호로부터 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 등화기(525)로 출력한다. The first FFT unit 524 performs fast Fourier transform on a signal from which two UWs from the front end are removed from the received signal, and outputs the fast Fourier transform to the frequency domain equalizer 525.

제2 FFT부(523)는 수신 신호에서 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW에 해당하는 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호로 변화하고, 이를 채널 추정부(526)로 출력한다. 예컨대 송신측에서 전송되는 신호가 도 4에 도시된 바와 같은 신호라면, 결과적으로 제2 FFT부(523)에서 출력되는 신호는 u1(또는 u2)가 채널 h(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된 신호(더 정확하게는 이것이 고속 푸리에 변환된 신호)가 된다. The second FFT unit 523 converts a signal corresponding to the rear UW of the two UWs of the front end into a frequency domain signal by performing fast Fourier transform, and outputs the signal to the channel estimator 526. For example, if the signal transmitted from the transmitting side is a signal as shown in Fig. 4, as a result, the signal output from the second FFT unit 523 is u1 (or u2) passing through the channel h (n) and the noise w (n). This added signal (more precisely this is a fast Fourier transformed signal).

채널 추정부(526)는 제2 FFT부(525)로부터의 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW에 해당하는 신호를 이용하여 채널을 추정한다. 전술한 바와 같이, 송신단에서 추가한 UW 시퀀스는 수신단에서 이미 알고 있으므로, 간단하게 채널 추정이 가능하다.The channel estimator 526 estimates a channel using a signal corresponding to the rear UW of the two front UWs from the second FFT unit 525. As described above, since the UW sequence added by the transmitting end is already known by the receiving end, it is possible to simply estimate the channel.

주파수 영역 등화기(527)는 채널 추정부(526)에서 추정된 채널을 이용하여, 제1 FFT부(524)로부터 제공된, 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호가 고속 푸리에 변환된 신호를 주파수 영역에서 등화하여 추정 신호를 출력한다. The frequency domain equalizer 527 uses a channel estimated by the channel estimator 526 to perform a fast Fourier transform on a signal obtained by fast Fourier transforming a signal obtained by removing the first two UWs from the first FFT unit 524. Equalize and output the estimated signal.

본 발명의 다른 실시예의 이해를 돕기 위하여, 기존의 UW 기반의 시공간 블록 부호화 전송 기법에 관하여 설명하기로 한다. 다중경로 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서, 채널 추정 오류를 낮추고 동시에 수신 성능 향상을 위해 시공간 블록 부호화(space time block coding) 전송 기법이 있다. 시공간 블록 부호화 전송 기법에서 UW를 활용하는 경우 전송 신호의 프레임 구조는 도 6과 같이 나타낼 수 있다. In order to facilitate understanding of another embodiment of the present invention, a conventional UW-based space-time block coded transmission scheme will be described. In a multipath frequency selective fading channel environment, there is a space time block coding transmission technique for reducing channel estimation error and improving reception performance. In the case of using UW in the space-time block coding transmission scheme, the frame structure of the transmission signal may be represented as shown in FIG. 6.

도 6을 참조하면,

Figure 112012024450462-pat00012
,
Figure 112012024450462-pat00013
는 첫 번째 안테나를 통하여 타임슬롯 1, 2에서 각각 전송되는 데이터 심볼이고,
Figure 112012024450462-pat00014
,
Figure 112012024450462-pat00015
는 두 번째 안테나를 통하여 타임슬롯 1, 2에서 각각 전송되는 데이터 심볼이다. 여기서 위첨자 T는 전치(transpose)를, 위첨자 +는 복소 공액 전치(complex conjugate transpose)를 나타낸다. JM은 순열 행렬(permutation matrix)로, 데이터 심볼의 각 요소의 시간 순서를 바꾸는(reversed cyclic shift) 역할을 한다. 예컨대, 길이 K의 벡터
Figure 112012024450462-pat00016
를
Figure 112012024450462-pat00017
로 표현할 때,
Figure 112012024450462-pat00018
에 JM이 곱해지면 다음과 같이 시간 순서가 바뀐 벡터가 생성된다.Referring to FIG. 6,
Figure 112012024450462-pat00012
,
Figure 112012024450462-pat00013
Are data symbols transmitted in timeslots 1 and 2 through the first antenna, respectively
Figure 112012024450462-pat00014
,
Figure 112012024450462-pat00015
Are data symbols transmitted in timeslots 1 and 2 through the second antenna, respectively. Where superscript T denotes transpose and superscript + denotes complex conjugate transpose. J M is a permutation matrix, and serves to reverse the cyclic shift of each element of a data symbol. For example, a vector of length K
Figure 112012024450462-pat00016
To
Figure 112012024450462-pat00017
When expressed as
Figure 112012024450462-pat00018
Multiplying by J M yields a time-ordered vector:

Figure 112012024450462-pat00019
Figure 112012024450462-pat00019

이러한 전송 방식을 Distributed TR-STBC(Time Reversal-STBC)라고 하며, 블록 단위의 직교 코드를 사용하여 다중경로 주파수 선택적 페이딩 환경에서 수신 성능을 향상시키기 위해 사용된다.This transmission method is called Distributed Time Reversal-STBC (TR-STBC), and is used to improve reception performance in a multipath frequency selective fading environment by using block-oriented orthogonal codes.

그러나 도 3과 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 도 6에 도시된 바와 같은 전송 프레임 구조에 의하면, IBI의 영향(회색 처리된 부분)으로 인해 채널 추정 성능이 열화되고, 데이터 전송율의 감소하고 채널 추정 에러가 증가할 수 있다. However, as described with respect to FIG. 3, according to the transmission frame structure shown in FIG. 6, the channel estimation performance is degraded due to the influence of the IBI (grayed out portion), the data rate is reduced, and the channel estimation error is reduced. Can increase.

따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 프레임 구조는 시공간 블록 부호화된 각 데이터 심볼에 대하여, 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW가 배치되고 ??이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW가 배치된다. 도 7은 이러한 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임 구조를 나타낸다. 여기서 시공간 블록 부호화는 Distributed TR-STBC(Time Reversal-STBC) 방식을 예로 들었으나 통상의 시공간 블록 부호화 방식도 가능함은 물론이다. 도 7을 참조하면,

Figure 112012024450462-pat00020
,
Figure 112012024450462-pat00021
,
Figure 112012024450462-pat00022
,
Figure 112012024450462-pat00023
는 시공간 블록 부호화된 데이터 심볼을 나타내고, u1은 데이터 심볼 d1 j에 추가되는 UW를, u2는 데이터 심볼 d2 j에 추가되는 UW를,
Figure 112012024450462-pat00024
는 데이터 심볼
Figure 112012024450462-pat00025
에 추가되는 UW를,
Figure 112012024450462-pat00026
는 데이터 심볼
Figure 112012024450462-pat00027
에 추가되는 UW를 나타낸다. 각 UW의 길이 K'는 기존(도 6)의 UW의 길이 K의 절반이 될 수 있다. 도 7에서 회색 처리된 부분은 이전 신호로부터 받는 IBI를 나타낸다. 각 데이터 심볼 앞단의 두 개의 UW 중 앞쪽의 UW는 IBI의 영향을 받으나 뒤쪽의 UW는 IBI의 영향을 받지 않는다. 따라서 수신단에서는 각 데이터 심볼 앞단의 두 개의 UW 중 앞쪽의 UW는 IBI의 영향을 제거하기 위해 버리고 뒤쪽의 UW는 IBI의 영향을 받지 않았으므로 이를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 그리고 채널 추정에 사용된 UW(데이터 심볼 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽 UW)를 제외한 데이터 심볼과 데이터 심볼 뒷단의 UW를 가지고 주파수 영역에서 등화(equalization)가 가능하다. 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW를 배치하였기 때문에, IBI의 영향을 받은 앞쪽의 하나의 UW를 제거한 후에도 데이터의 순환적인(circulant) 특성이 유지되며, 따라서 수신단에서는 구조가 간단한 주파수 영역 등화기의 사용이 가능해진다.Accordingly, in the transmission frame structure according to another embodiment of the present invention, two UWs are arranged at the front end of the data symbol and one UW is disposed at the rear end of the data symbol for each space-time block coded data symbol. 7 shows a transmission frame structure according to an embodiment of the present invention. Here, the space-time block coding method uses the distributed TR-STBC (Time Reversal-STBC) method as an example. Referring to Figure 7,
Figure 112012024450462-pat00020
,
Figure 112012024450462-pat00021
,
Figure 112012024450462-pat00022
,
Figure 112012024450462-pat00023
Denotes a space-time block coded data symbol, u 1 denotes a UW added to the data symbol d 1 j , u 2 denotes a UW added to the data symbol d 2 j , and
Figure 112012024450462-pat00024
Data symbol
Figure 112012024450462-pat00025
UW added to,
Figure 112012024450462-pat00026
Data symbol
Figure 112012024450462-pat00027
Represents a UW added to. The length K 'of each UW may be half of the length K of the existing UW (FIG. 6). In Fig. 7, the grayed out portion shows the IBI received from the previous signal. The front UW of the two UWs in front of each data symbol is affected by the IBI, but the rear UW is not affected by the IBI. Therefore, the receiving end discards the front UW of the two UWs in front of each data symbol in order to remove the influence of the IBI, and the rear UW is not affected by the IBI. Equalization is possible in the frequency domain with the data symbol except the UW (the rear UW of the two UWs before the data symbol) used for channel estimation and the UW after the data symbol. Because two UWs are placed at the front of the data symbol, the circulant characteristics of the data are maintained even after the removal of one IW-affected front UW, so the receiver uses a simple frequency domain equalizer. This becomes possible.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 UW 기반의 송신 장치 및 수신 장치의 블록도를 나타낸다. 본 실시예에 따른 송신 장치 및 수신 장치는 TR-STBC 방식의 시스템을 나타낸다. 다만, 통상의 시공간 블록 부호화 방식도 가능함은 물론이다. 또한 본 실시예에 따른 송신 송신 장치는 2개의 다중 안테나를 통하여 데이터를 전송하도록 시공간 블록 부호화를 수행하는 것을 예로 들었으나, 2 이상의 다중 안테나를 통하여 데이터를 전송하도록 시공간 블록 부호화를 수행할 수 있음은 물론이다.8 is a block diagram of a UW-based transmitting apparatus and receiving apparatus according to another embodiment of the present invention. The transmitting apparatus and the receiving apparatus according to the present embodiment represent a TR-STBC system. Of course, a conventional space-time block coding method is also possible. In addition, although the transmitting and transmitting apparatus according to the present embodiment is an example of performing space-time block encoding to transmit data through two multiple antennas, it is possible to perform space-time block encoding to transmit data through two or more multiple antennas. Of course.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 장치는 변조부(811), 직병렬 변환부(812), 시공간 블록 부호화부(813), UW 삽입부(814)를 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 8, the transmission apparatus according to the present embodiment includes a modulator 811, a serial-to-parallel converter 812, a space-time block encoder 813, and a UW inserter 814.

변조부(811)는 입력되는 소스 데이터를 소정의 변조 방식으로 변조하여 데이터 심볼을 출력한다. 변조부(811)의 변조 방식으로는 예컨대, QAM 변조, QPSK 변조 등이 사용될 수 있다. The modulator 811 modulates the input source data by a predetermined modulation method and outputs data symbols. As a modulation method of the modulator 811, for example, QAM modulation, QPSK modulation, or the like may be used.

직병렬 변환부(812)는 변조부(811)로부터 출력되는 직렬의 데이터 심볼들을 2개의 안테나를 통하여 전송할 수 있도록 병렬로 변환한다.The serial / parallel converter 812 converts serial data symbols output from the modulator 811 in parallel so as to be transmitted through two antennas.

시공간 블록 부호화부(814)는 직병렬 변환부(812)로부터의 데이터 심볼들을 시공간 블록 부호화하여 2개의 안테나를 통하여 송신될 데이터 심볼들을 출력한다. 예컨대 도 7을 참조하여 설명하면, 직병렬 변환부(812)로부터

Figure 112012024450462-pat00028
,
Figure 112012024450462-pat00029
가 입력되는 경우, 타임슬롯 1에서
Figure 112012024450462-pat00030
,
Figure 112012024450462-pat00031
를 출력하고 타임슬롯 2에서
Figure 112012024450462-pat00032
,
Figure 112012024450462-pat00033
를 출력한다. The space-time block encoder 814 performs space-time block encoding on the data symbols from the serial-to-parallel converter 812 and outputs data symbols to be transmitted through two antennas. For example, referring to FIG. 7, from the serial-to-parallel converter 812.
Figure 112012024450462-pat00028
,
Figure 112012024450462-pat00029
Is entered, in timeslot 1
Figure 112012024450462-pat00030
,
Figure 112012024450462-pat00031
Output in timeslot 2
Figure 112012024450462-pat00032
,
Figure 112012024450462-pat00033
.

UW 삽입부(814)는 시공간 블록 부호화부(814)로부터 출력되는 각 데이터 심볼에 대하여, 도 7에 도시된 바와 같이 각 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW를 추가하고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW를 추가한다. 이렇게 추가되는 세 개의 UW는 동일한 시퀀스이다. 그리고 각 UW는 소정 길이의 M 시퀀스 또는 Gold 시퀀스 또는 CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation) 시퀀스일 수 있다. For each data symbol output from the space-time block encoder 814, the UW inserting unit 814 adds two UWs at the front of each data symbol and one UW at the rear of the data symbol, as shown in FIG. Add The three additional UWs are the same sequence. Each UW may be an M sequence or a Gold sequence or a Constant Amplitude Zero AutoCorrelation (CAZAC) sequence of a predetermined length.

UW 추가 후에 안테나를 통하여 데이터 심볼들이 전송된다. 구체적으로, 타임슬롯 1에서 두 개의 안테나를 통하여 각각 데이터 심볼

Figure 112012024450462-pat00034
,
Figure 112012024450462-pat00035
가 전송되고, 타임슬롯 2에서 역시 두 개의 안테나를 통하여 각각 데이터 심볼
Figure 112012024450462-pat00036
,
Figure 112012024450462-pat00037
가 전송된다. 전송된 데이터 심볼들은 전송된 안테나에 따라 채널h1(n) 또는 채널 h2(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된다. After UW addition, data symbols are transmitted via the antenna. Specifically, each of the data symbols through the two antennas in timeslot 1
Figure 112012024450462-pat00034
,
Figure 112012024450462-pat00035
Is transmitted, each of which is also a data symbol through two antennas in timeslot 2
Figure 112012024450462-pat00036
,
Figure 112012024450462-pat00037
Is transmitted. The transmitted data symbols pass through channel h 1 (n) or channel h 2 (n) according to the transmitted antenna and noise w (n) is added.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 수신 장치는 분할부(821), Pre-UW 제거부(822), 시간순서 변환부(823, 824), 제1 FFT부(825), 제2 FFT부(826), 제1 TR-STBC 디코더(827), 제2 TR-STBC 디코더(828), 채널 추정부(829), 주파수 영역 등화기(830)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 8, the reception apparatus according to the present embodiment includes a divider 821, a pre-UW remover 822, time sequence converters 823 and 824, a first FFT unit 825, and a second FFT. The unit 826 includes a first TR-STBC decoder 827, a second TR-STBC decoder 828, a channel estimator 829, and a frequency domain equalizer 830.

수신 장치는 앞단에 두 개의 UW가 추가되고 뒷단에 한 개의 UW가 추가된 데이터 심볼들이 시공간 블록 부호화된 신호가 채널 h1(n) 및 채널 h2(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된 신호를 수신하게 된다. 수신 장치는 STBC 디코딩을 위하여 두 타임슬롯 동안 신호를 수신하고 이렇게 수신된 신호를 가지고 STBC 디코딩을 수행한다. The receiving device has a space-time block coded signal with two UWs added at the front and one UW added at the rear, and passes through channels h 1 (n) and channel h 2 (n), and noise w (n) is added. Receive the received signal. The receiving device receives a signal during two timeslots for STBC decoding and performs STBC decoding with the received signal.

분할부(821)는 수신 신호 y1 및 y2 각각을 앞단의 두 개의 UW 부분과 나머지 부분 즉 데이터 심볼과 뒷단의 UW가 결합된 부분으로 나눈다. y1 및 y2는 한 타임슬롯 동안 수신된 신호로서, y1은 송신측의 첫 번째 안테나를 통하여 전송된 신호를 나타내고, y2는 송신측의 두 번째 안테나를 통하여 전송된 신호를 나타낸다. 신호 y1에 포함된 데이터 심볼과 뒷단의 UW가 결합된 부분은 제1 FFT부(825)로 출력되고, 신호 y2에 포함된 데이터 심볼과 뒷단의 UW가 결합된 부분은 시간순서 변환부(823)로 출력된다. 시간순서 변환부(823)는 한 타임슬롯 동안 수신된 신호의 시간 순서를 바꾸는 역할을 한다. 도 8에서 JN은 순열 행렬(permutation matrix)을 의미하며, 다음과 같이 나타낼 수 있다.The divider 821 divides each of the received signals y 1 and y 2 into two UW portions at the front end and a remaining portion, that is, a data symbol and a UW at the rear end. y 1 and y 2 are signals received during one timeslot, where y 1 represents a signal transmitted through the first antenna on the transmitting side and y 2 represents a signal transmitted through the second antenna on the transmitting side. A portion of the data symbol included in the signal y 1 and the UW of the rear end is output to the first FFT unit 825, and a portion of the data symbol included in the signal y 2 and the UW of the rear end is the time sequence converter ( 823). The time order converter 823 changes the time order of the received signal during one time slot. In FIG. 8, J N denotes a permutation matrix and may be expressed as follows.

Figure 112012024450462-pat00038
Figure 112012024450462-pat00038

여기서, M은 데이터 심볼의 길이를, K는 UW의 길이를 의미한다. Here, M means the length of the data symbol, K means the length of the UW.

제1 FFT부(825)는 신호 y1에 포함된 데이터 심볼과 뒷단의 UW가 결합된 부분, 즉 신호 y1에서 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 고속 푸리에 변환한다. 또한, 제1 FFT부(825)는 시간순서 변환부(823)로부터 입력되는 신호, 즉 신호 y2에서 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호가 시간순서 변환된 신호를 고속 푸리에 변환한다. 도 8에서 QN은 길이 N(=M+K)의 고속 푸리에 변환을 의미한다. The first FFT unit 825 performs fast Fourier transform on a portion where the data symbol included in the signal y 1 and the UW at the rear end are combined, that is, a signal from which two UWs at the front end are removed from the signal y 1 . In addition, the first FFT unit 825 performs fast Fourier transform on a signal input from the time sequence converter 823, that is, a signal obtained by temporally converting a signal obtained by removing two UWs from the front end of the signal y 2 . In FIG. 8, Q N denotes a fast Fourier transform of length N (= M + K).

분할부(821)로부터의 y1 및 y2 각각의 앞단의 두 개의 UW 부분은 Pre-UW 제거부(822)로 출력된다. Pre-UW 제거부(822)는 y1 및 y2 각각의 두 개의 UW 부분에서 앞쪽의 UW 부분을 제거하고, 뒤쪽의 UW 부분(IBI의 영향을 받지 않은 부분)을 제2 FFT부(826) 및 시간순서 변환부(824)로 출력한다. 도 8에서, z1은 신호 y1 앞단의 두 개의 UW 부분 중 뒤쪽의 UW 부분을 의미하고, z2는 신호 y2 앞단의 두 개의 UW 부분 중 뒤쪽의 UW 부분을 의미한다. 즉, z1은 제2 FFT부(826)에 입력되고 z2는 시간순서 변환부(824)로 입력된다. 시간순서 변환부(823)는 z2의 시간순서를 바꾸는 역할을 한다. 도 8에서

Figure 112012024450462-pat00039
는 뒤쪽의 UW의 시간 순서를 바꾸기 위한 순열 행렬을 의미한다. 예컨대, 길이 K의 벡터
Figure 112012024450462-pat00040
에 대하여 순열 행렬
Figure 112012024450462-pat00041
를 적용하게 되면 다음과 같이 벡터 요소들의 순서가 변환된다. The two UW portions at the front end of each of y 1 and y 2 from the divider 821 are output to the pre-UW remover 822. The pre-UW removal unit 822 removes the front UW portion from the two UW portions of y 1 and y 2, respectively, and replaces the rear UW portion (the portion not affected by the IBI) with the second FFT portion 826. And output to the time order converting unit 824. In FIG. 8, z 1 denotes a rear UW portion of the two UW portions before the signal y 1 , and z 2 denotes a rear UW portion of the two UW portions before the signal y 2 . That is, z 1 is input to the second FFT unit 826 and z 2 is input to the time order converter 824. The time order converting unit 823 serves to change the time order of z 2 . In Figure 8
Figure 112012024450462-pat00039
Denotes a permutation matrix for changing the time order of the later UW. For example, a vector of length K
Figure 112012024450462-pat00040
Permutation matrix
Figure 112012024450462-pat00041
If you apply, the order of the vector elements is converted as follows.

Figure 112012024450462-pat00042
Figure 112012024450462-pat00042

제2 FFT부(826)는 z1, 즉 y1에 포함된 앞단의 두 개의 UW 부분 중 뒤쪽의 UW 부분을 고속 푸리에 변환한다. 또한, 제2 FFT부(826)는 시간순서 변환부(824)로부터 입력되는 신호, 즉 z2(y2에 포함된 앞단의 두 개의 UW 부분 중 뒤쪽의 UW 부분)가 시간순서 변환된 신호를 고속 푸리에 변환한다. 도 8에서 QK는 길이 K의 고속 푸리에 변환을 의미한다.The second FFT unit 826 performs fast Fourier transform of the rear UW portion of the two front UW portions included in z 1 , that is, y 1 . In addition, the second FFT unit 826 receives a signal input from the time order converting unit 824, that is, a signal obtained by converting z 2 (the UW part of the rear of the two UW parts of the front end included in y 2 ) in time order. Fast Fourier transform. In FIG. 8, Q K denotes a fast Fourier transform of a length K.

제2 STBC 디코더(828)는 두 타임슬롯 동안 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 얻어지는 z1 및 z2를 STBC 디코딩하여 채널 추정부(829)로 출력한다. 제2 STBC 디코더(828)는 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 데이터 심볼들 각각의 앞단에 추가된 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW들이 시공간 블록 부호화된 신호를 STBC 디코딩하는 역할을 한다. 예컨대 송신측에서 전송되는 신호가 도 7에 도시된 바와 같은 신호라면, 결과적으로 제2 STBC 디코더(828)에서 검출되는 신호는 u1이 채널 h1(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된 신호와, u2가 채널 h2(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된 신호(더 정확하게는 이것들이 고속 푸리에 변환된 신호)가 된다. The second STBC decoder 828 STBC decodes z 1 and z 2 obtained from a space-time block coded signal received during two timeslots, and outputs them to the channel estimator 829. The second STBC decoder 828 serves to STBC decode the space-time block coded signal of the UWs at the rear of the two UWs added to the front of each of the data symbols included in the space-time block coded signal. For example, if the signal transmitted from the transmitting side is a signal as shown in Fig. 7, as a result, the signal detected by the second STBC decoder 828 results in u 1 passing through the channel h 1 (n) and noise w (n) added. And a signal in which u 2 passes through the channel h 2 (n) and to which the noise w (n) is added (more precisely, these are Fast Fourier transformed signals).

채널 추정부(829)는 제2 STBC 디코더(828)로부터 출력되는 신호를 이용하여, 즉 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 데이터 심볼들 각각이 앞단에 추가된 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 이용하여 채널을 추정한다. 도 8을 참조하면,

Figure 112012024450462-pat00043
및
Figure 112012024450462-pat00044
는 각각 채널 h1(n) 및 h2(n)에 해당하는 추정된 채널을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 송신단에서 추가한 UW 시퀀스는 수신단에서 이미 알고 있으므로, 간단하게 채널 추정이 가능하다.The channel estimator 829 uses a signal output from the second STBC decoder 828, that is, a UW at the rear of two UWs in which each of the data symbols included in the space-time block coded signal is added at the front end. Estimate the channel. Referring to FIG. 8,
Figure 112012024450462-pat00043
And
Figure 112012024450462-pat00044
Denote an estimated channel corresponding to channels h 1 (n) and h 2 (n), respectively. As described above, since the UW sequence added by the transmitting end is already known by the receiving end, it is possible to simply estimate the channel.

제1 TR-STBC 디코더(827)는 제1 FFT부(825)로부터 출력되는 신호를 STBC 디코딩하여 신호를 검출하고, 이를 주파수 영역 등화기(830)로 출력한다. 즉, 제1 TR-STBC 디코더(827)는 두 타임슬롯 동안 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에서 각 데이터 심볼의 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 STBC 디코딩하여 신호를 검출한다. 예컨대 송신측에서 전송되는 신호가 도 7에 도시된 바와 같은 신호라면, 결과적으로 제1 TR-STBC 디코더(827)에서 검출되는 신호는

Figure 112012024450462-pat00045
의 뒷단에 u1이 결합된 신호가 채널 h1(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된 신호와,
Figure 112012024450462-pat00046
의 뒷단에 u2가 결합된 신호가 채널 h2(n)을 거치고 노이즈 w(n)이 부가된 신호(더 정확하게는 이것들이 고속 푸리에 변환된 신호)가 된다. The first TR-STBC decoder 827 detects the signal by STBC decoding the signal output from the first FFT unit 825, and outputs the signal to the frequency domain equalizer 830. That is, the first TR-STBC decoder 827 detects a signal by STBC decoding two UWs at the front of each data symbol from the space-time block coded signal received during two timeslots. For example, if the signal transmitted from the transmitting side is a signal as shown in Fig. 7, as a result, the signal detected by the first TR-STBC decoder 827 is
Figure 112012024450462-pat00045
A signal with u 1 combined at the rear end of the signal through channel h 1 (n) and noise w (n) added,
Figure 112012024450462-pat00046
The signal combined with u 2 at the rear end of the signal passes through channel h 2 (n) and becomes a signal to which noise w (n) is added (more precisely, these are fast Fourier transformed signals).

주파수 영역 등화기(830)는 채널 추정부(829)에서 추정된 채널을 이용하여, 제1 TR-STBC 디코더(827)에서 검출된 신호를 주파수 영역에서 등화하여 추정 신호를 출력한다. 도 8에서 W1은 추정 채널

Figure 112012024450462-pat00047
에 해당하는 주파수 영역 등화를 의미하고, W2는 추정 채널
Figure 112012024450462-pat00048
에 해당하는 주파수 영역 등화를 의미한다. The frequency domain equalizer 830 equalizes the signal detected by the first TR-STBC decoder 827 in the frequency domain using the channel estimated by the channel estimator 829 and outputs an estimated signal. In Figure 8, W1 is an estimated channel
Figure 112012024450462-pat00047
Frequency domain equalization, and W2 is the estimated channel.
Figure 112012024450462-pat00048
The frequency domain equalization corresponds to.

도 8을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 수신 장치는 주파수 영역에서의 채널 추정 및 주파수 영역에서의 등화를 사용하나, 시간 영역에서의 채널 추정 및 시간 영역에서의 등화를 사용할 수도 있다. 이러한 경우, 제1 FFT부(825)와 제2 FFT부(826)를 제거하고, 채널 추정부(829)는 시간 영역에서 채널을 추정하고, 주파수 영역 등화기(830)는 시간 영역에서 등화를 수행하는 시간 영역 등화기로 대체하면 된다. The reception apparatus according to the embodiment of the present invention described with reference to FIG. 8 uses channel estimation in the frequency domain and equalization in the frequency domain, but may use channel estimation in the time domain and equalization in the time domain. In this case, the first FFT unit 825 and the second FFT unit 826 are removed, the channel estimator 829 estimates a channel in the time domain, and the frequency domain equalizer 830 performs equalization in the time domain. Just replace it with a time domain equalizer.

또한, 도 8을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치는 TR-STBC 방식의 시스템을 나타내나, 전술한 바와 같이 통상의 시공간 블록 부호화 방식의 시스템일 수 있다. 이러한 경우, 송신 장치의 TR-STBC 디코더(813)는 STBC 디코더로 대체하면 된다. 그리고 수신 장치에서는 시간순서 변환부(823, 824)를 제거하고, 제1 TR-STBC 디코더(827)와 제2 TR-STBC 디코더(828)는 통상의 STBC 디코더로 대체하면 된다.In addition, although the transceiver according to the embodiment of the present invention described with reference to FIG. 8 represents a TR-STBC system, the system may be a conventional space-time block coding system as described above. In this case, the TR-STBC decoder 813 of the transmitting device may be replaced with an STBC decoder. In the receiving apparatus, the time order converting units 823 and 824 may be removed, and the first TR-STBC decoder 827 and the second TR-STBC decoder 828 may be replaced with an ordinary STBC decoder.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.The above-described embodiments of the present invention can be embodied in a general-purpose digital computer that can be embodied as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading medium (e.g., CD ROM,

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (14)

시공간 블록 부호화 기반의 송신 장치에 있어서,
입력 데이터를 소정의 변조 방식으로 변조하여 데이터 심볼들을 출력하는 변조부;
상기 데이터 심볼들을 시공간 블록 부호화하여 다중 안테나를 통하여 송신될 데이터 심볼들을 출력하는 시공간 블록 부호화부; 및
상기 시공간 블록 부호화부로부터 출력되는 데이터 심볼들 각각에 대하여, 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW(unique-word)를 추가하고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW-여기서 상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 동일한 시퀀스의 UW임-를 추가하는 UW 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.A transmission apparatus based on space-time block coding,
A modulator for modulating the input data by a predetermined modulation scheme and outputting data symbols;
A space-time block encoder for space-time block encoding the data symbols and outputting data symbols to be transmitted through multiple antennas; And
For each of the data symbols output from the space-time block encoder, two UWs (unique-word) are added at the front end of the data symbol and one UW at the rear end of the data symbol, wherein the two UWs and the one UW And a UW inserter for adding UWs of the same sequence. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 각각 소정 길이의 M 시퀀스 또는 Gold 시퀀스 또는 CAZAC 시퀀스인 것을 특징으로 하는 송신 장치.The method of claim 1,
And the two UWs and the one UW are M sequences or Gold sequences or CAZAC sequences of a predetermined length, respectively. 시공간 블록 부호화 기반의 수신 장치에 있어서,
상기 수신 장치는 앞단에 두 개의 UW(unique-word)가 추가되고 뒷단에 한 개의 UW-여기서 상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 동일한 시퀀스의 UW임-가 추가된 데이터 심볼들이 시공간 블록 부호화된 신호를 수신하고,
상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부;
상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 STBC 디코딩하여 신호를 검출하는 제1 STBC 디코더; 및
상기 검출된 신호를 상기 추정된 채널을 이용하여 등화하는 등화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.In the receiving apparatus based on space-time block coding,
In the receiving apparatus, two UWs (unique-word) are added at the front end and one UW at the rear end, wherein the two UWs and the one UW are UWs of the same sequence are space-time block coded. Receive the signal,
A channel estimator for estimating a channel by using a UW of a rear side of the two additional front UWs included in the received space-time block coded signal;
A first STBC decoder for detecting a signal by STBC decoding the two UW-removed signals from the received space-time block coded signal; And
And an equalizer for equalizing the detected signal by using the estimated channel. 제4항에 있어서,
상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 STBC 디코딩하여 상기 채널 추정부로 출력하는 제2 STBC 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.5. The method of claim 4,
And a second STBC decoder configured to STBC decode a UW of a rear side of the added two UWs included in the received space-time block coded signal to the channel estimator. 제4항에 있어서,
상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 고속 푸리에 변환하여 상기 제1 STBC 디코더로 출력하는 제1 FFT부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.5. The method of claim 4,
And a first FFT unit configured to perform fast Fourier transform on a signal from which the two UWs from the front end are removed from the received space-time block coded signal, and output the fast Fourier transform to the first STBC decoder. 제5항에 있어서,
상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 고속 푸리에 변환하여 상기 제2 STBC 디코더로 출력하는 제2 FFT부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.The method of claim 5,
And a second FFT unit configured to perform fast Fourier transform on a rear UW of the two additional UWs of the added front end included in the received space-time block coded signal and output the same to the second STBC decoder. 시공간 블록 부호화 기반의 데이터 송신 방법에 있어서,
입력 데이터를 소정의 변조 방식으로 변조하여 데이터 심볼들을 생성하는 단계;
상기 데이터 심볼들을 시공간 블록 부호화하여 다중 안테나를 통하여 송신될 데이터 심볼들을 생성하는 단계; 및
상기 다중 안테나를 통하여 송신될 데이터 심볼들 각각에 대하여, 데이터 심볼의 앞단에 두 개의 UW(unique-word)를 추가하고 데이터 심볼의 뒷단에 한 개의 UW-여기서 상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 동일한 시퀀스의 UW임-를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.A data transmission method based on space-time block coding,
Modulating the input data with a predetermined modulation scheme to generate data symbols;
Space-time block encoding the data symbols to generate data symbols to be transmitted through multiple antennas; And
For each of the data symbols to be transmitted through the multiple antennas, add two unique-words (UW) at the front of the data symbol and one UW at the back of the data symbol, where the two UWs and one UW are Adding the same sequence of UWs. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 각각 소정 길이의 M 시퀀스 또는 Gold 시퀀스 또는 CAZAC 시퀀스인 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.9. The method of claim 8,
And the two UWs and one UW are M sequences or Gold sequences or CAZAC sequences of a predetermined length, respectively. 시공간 블록 부호화 기반의 데이터 수신 방법에 있어서,
앞단에 두 개의 UW(unique-word)가 추가되고 뒷단에 한 개의 UW-여기서 상기 두 개의 UW 및 상기 한 개의 UW는 동일한 시퀀스의 UW임-가 추가된 데이터 심볼들이 시공간 블록 부호화된 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 이용하여 채널을 추정하는 단계;
상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 STBC 디코딩하여 신호를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 신호를 상기 추정된 채널을 이용하여 등화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.In the data receiving method based on space-time block coding,
Data symbols having two UWs (unique-word) added at the front end and one UW at the rear end, wherein the two UWs and one UW are UWs of the same sequence receive the space-time block coded signal. step;
Estimating a channel using a UW of a rear side of the added two front UWs included in the received space-time block coded signal;
Detecting the signal by STBC decoding the signal from which the two UWs at the front end are removed from the received space-time block coded signal; And
And equalizing the detected signal by using the estimated channel. 제11항에 있어서,
상기 채널을 추정하는 단계 이전에, 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 STBC 디코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.The method of claim 11,
And prior to estimating the channel, STBC decoding a rear UW of the two additional leading UWs included in the received space-time block coded signal. 제11항에 있어서,
상기 STBC 디코딩하여 신호를 검출하는 단계 이전에, 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호로부터 상기 앞단의 두 개의 UW가 제거된 신호를 고속 푸리에 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.The method of claim 11,
And performing fast Fourier transform on the signal from which the two previous UWs have been removed from the received space-time block coded signal before the STBC decoding to detect a signal. 제12항에 있어서,
상기 STBC 디코딩하는 단계 이전에, 상기 수신된 시공간 블록 부호화된 신호에 포함된 상기 추가된 앞단의 두 개의 UW 중 뒤쪽의 UW를 고속 푸리에 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.The method of claim 12,
Prior to the STBC decoding, further comprising fast Fourier transforming a UW of the rear of the added two front UWs included in the received space-time block coded signal.
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